Nguyên tố nitơ.

Nitơ. I. Cấu tạo phân tử. - Nguyên tử nitơ có cấu hình electoron 1s 2 2s 2 2s 3 , phân lớp ngoài cùng có 3 electoron độc thân. - Hai nguyên tử nitơ liên kết với nhau bằng ba liên kết cộng hoá trị không có cực, tạo thành phân tử N 2 . - Công thức electoron :N::N: Công thức cấu tạo N N. II. Trạng thái tự nhiên. - Trong tự nhiên, nitơ tồn tại ở dạng tự do và dạng hợp chất. ở dạng tự do: nitơ chiếm khoảng 80% thể tích của không khí. Nitơ trong tự nhiên là hỗn hợp caue hai đồng vị: N 14 7 (99,63%) và N 15 7 (0,37%). ở dạng hợp chất: nitơ có nhiều trong khoáng vật natri nitrat (NaNO 3 ) với tên gọi là diêm tiêu natri. Nitơ còn có trong thành phần của protêin, axit nucleic, và nhiều hợp chất hữu cơ khác. III. Tính chất vật lí. - ở điều kiện thờng, nitơ là chất khí không màu, không mùi, không vị, hơi nhẹ hơn không khí, hoá lỏng ở -196 0 C, hoá rắn ở -210 0 C. - Khí nitơ tan rất ít trong nớc, không duy trì sự cháy và sự hô hấp. IV. Tính chất hoá học. - Vì có liên kết ba với năng lợng liên kết lớn (946kJ/mol) nên phân tử nitơ rất bền. ở nhiệt độ thờng, nitơ khá trơ về mặt hoá học nhng ở nhiệt độ cao nitơ trở nên hoạt động hơn và có thể tác dụng với nhiều chất. - Nguyên tử nitơ có độ âm điện lớn chỉ nhỏ hơn độ âm điện của flo, clo và oxi. Vì vậy nitơ thể hiện cả tính oxi hoá và tính khử, tuy nhiên tính oxi hoá vẫn trội hơn. 1. Tính khử: tác dụng với oxi tạo khí nitơmonooxit. - Điều kiện: ở nhiệt độ khoảng 3000 0 C (hoặc nhiệt độ của lò quang điện). - PTPƯ: N 2 + O 2 0 t 2NO. Phản ứng thuận nghịch và thu nhiệt (H = +180kJ). - ở điều kiện thờng, khí NO không màu kết hợp ngay với oxi trong không khí tạo thành nitơ đioxit màu nâu đỏ: 2NO + O 2 2NO 2 . - Trong thiên nhiên, khí NO đợc tạo thành khi có cơn giông. - Chú ý: các oxit khác của nitơ (N 2 O, N 2 O 3 , N 2 O 5 ) không điều chế đợc từ phản ứng trực tiếp từ N 2 , O 2 . 2. Tính oxi hoá. *) Tác dụng với hiđro tạo khí amoniac. - Điều kiện: nhiệt độ cao (trên 400 0 C), áp suất cao và có chất xúc tác. - PTPƯ: N 2 + 3H 2 xtpt ,, 0 2NH 3 . Phản ứng thuận nghịch và toả nhiều nhiệt (H = -92kJ). *) Tác dụng với kim loại. - ở nhiệt độ th ờng , nitơ chỉ tác dụng với liti, tạo thành liti nitrua: 6Li + N 2 2Li 3 N. - ở nhiệt độ cao, nitơ có thể tác dụng một số kim loại mạnh: 3Mg + N 2 0 t Mg 3 N 2 . V. Điều chế. 1. Trong công nghiệp. - Nitơ đợc sản xuất bằng phơng pháp chng cất phân đoạn không khí lỏng. Sau khi đã loại bỏ CO 2 và hơi nớc, không khí đợc hoálỏng dới áp suất cao và nhiệt độ thấp. Nâng dần nhiệt độ không khí lỏng đến -196 0 C thì nitơ sôi và đợc tách khỏi oxi lỏng vì oxi có nhiệt độ sôi cao hơn (-183 0 C). Khí nitơ đợc vận chuyển trong các bình thép, nén dới áp suất 150atm. 2. Trong phòng thí nghiệm. - Ngời ta điều chế một lợng nhỏ nitơ tinh khiết bằng cách đun nóng nhẹ dung dịch bão hoà muối amoni nitrat (muối amoni của axit nitơ): NH 4 NO 2 0 t N 2 + 2H 2 O. - Hoặc điều chế bằng dung dịch bão hoà của muối nitrit và amoni clorua: NH 4 Cl + NaNO 2 0 t NaCl + N 2 + 2H 2 O. . Nitơ. I. Cấu tạo phân tử. - Nguyên tử nitơ có cấu hình electoron 1s 2 2s 2 2s 3 , phân lớp ngoài cùng có 3 electoron độc thân. - Hai nguyên tử nitơ. tử nitơ rất bền. ở nhiệt độ thờng, nitơ khá trơ về mặt hoá học nhng ở nhiệt độ cao nitơ trở nên hoạt động hơn và có thể tác dụng với nhiều chất. - Nguyên